人教版高中化学第二册必修硝酸教案

硝酸【考点透视】一、考纲指要1了解硝酸的物理性质及用途2掌握硝酸的化学性质3掌握氨的催化氧化制硝酸的反应原理，了解硝酸工业尾气的处理二、命题落点HNO3、NO3-（在酸性条件下）的强氧化性是高考的一个热点，常以离子方程式、离子共存的形式出现。通过硝酸和金属混合物的计算，根据得失电子守恒推断硝酸的还原产物，考查学生的分析、推理、计算能力是高考的一个方向。通过硝酸的性质和应用结合其他氮的化合物性质，设计综合实验题考查灵活应用化学实验和分析解决问题的能力，是今后命题的重点。【典例精析】例1：将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答： （1）NO的体积为 L，NO2的体积为 L。 （2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入VmL amolL-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 molL-1。 （3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水 g。解析：（1）Cu与HNO3反应过程中，Cu作还原剂失去电子等于HNO3作氧化剂得到的电子，即得失电子守恒，有n（Cu）2=n（NO）3 + n（NO2） 1，即=，得V（NO）=5.8L，V（NO2）=5.4L。 （2）硝酸与Cu反应中，硝酸显酸性和氧化性，其中显氧化性的硝酸全部转化为NO、NO2，显酸性或过量硝酸全部与加入VmL amolL-1的NaOH完全反应，当溶液中的Cu2+全部转化为沉淀时，所得溶液为NaNO3溶液，则整个过程中作酸用的硝酸为：n（HNO3）作酸性用=n（NaOH）=V10-3LamolL-1=aV10-3mol，根据N元素守恒，作氧化剂的硝酸与生成的气体的物质的量相等，则有n（HNO3）被还原=n（气体）=0.5mol。n（HNO3）=n（HNO3）作酸用+n（HNO3）被还原=aV10-3mol+0.5mol。 （3）根据上面计算可得n（NO）=0.26mol，n（NO2）=0.24mol。从反应的始终态分析：即要将NO中的+2价的N元素和NO2中的+4价的N元素完全转化为NaNO3中的+5介的N元素。此过程中得到的电子完全由H2O2提供。根据得失电子守恒得：n（NO）3+n（NO2）=n（H2O2）2，即0.26mol3+0.24=n（H2O2）2，求得n（H2O2）=0.51mol。m（H2O2）=0.51mol34g/mol=17.34g，需要30%的双氧水的质量为：17.34g30%=57.8g。答案：（1）5.8 5.4 （2） （3）57.8例2：某课外活动小组用注射器作反应器，对铜与稀HNO3反应的实验进行创新设计，根据实验操作回答有关问题（假定在标准状况下进行，空气中N2和O2的体积比为41） （1）图是一支规格为50mL的注射器（活塞与针筒间的润滑性好），拔出针头，加入48mg铜片，然后在安针头处套上软胶管。 （2）先抽取少量6molL-1的稀HNO3，并立即排至废液缸中，目的是_ （3）再制取10mL6molL-1的稀HNO3，把弹簧夹夹在软胶管上，反应开始时缓慢，逐渐加快。预期在注射器中可观察到哪些现象？_ （4）反应完毕后，打开止水夹，立即将活塞拉至36.2mL处，夹好弹簧夹，观察到_，轻摇注射器几下，静置，又观察到_、_；重复以上操作几次，至针筒内最后无NO为止。针筒内溶液中c（NO3-）为_，c（H+）为_。共抽入空气体积至少为_ （5）该实验最显著的优点是_解析：操作（2）是为了排尽注射器内残留的少量空气。 （3）由铜与稀硝酸反应知：铜片表面有气泡逸出，针筒内聚集无色气体；溶液由无色变为蓝色；再由铜片与硝酸的物质的量判断硝酸过量知：铜片全部溶解；最后通过计算48g铜片完全处于完全反应产生难溶于水的NO11.2mL知：活塞自动移到刻度21.2mL。 （4）NO被吸入的空气氧化为红棕色的NO2；红棕色NO2与水反应又变为无色；已知4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3，气体体积共减少7mL（15mL空气中的3mLO2和4mLNO），活塞由36.2mL处慢慢移到29.2mL处；从结果看NO3-浓度守恒仍为6molL-；依总反应：2Cu + O2 + 4H+ = 2Cu2+ + 2H2O计算得H+浓度为5.85molL-1；抽入空气的体积为：=42mL【常见误区】1硝酸的氧化性判断错误。硝酸越浓，其氧化性越强，被还原程度越小。硝酸的氧化性强弱不是根据硝酸被还原的产物的化合价改变的大小来决定，而是得电子难易程度决定的。2浓硝酸的氧化性强，但试管壁上的Cu或Ag应用稀硝酸洗去：用稀硝酸比用浓硝酸的HNO3的利用率高，且产生的污染物少。3对硝酸和金属反应时硝酸作用的判断错误。硝酸和金属起反应时，HNO3起酸性和强氧化性作用，参加反应的HNO3是两者之和。4浓硝酸久置呈黄色和工业盐酸呈黄色的原因不能混淆。浓硝酸久置变黄是因为含有NO2，工业盐酸变黄色是含有Fe3+、亚铁盐放置变黄色是Fe2+被氧化为Fe3+、KI久置变黄是I-被氧化成I2。【基础演练】1欲迅速除去铝制水壶底的水垢（主要成分是CaCO3、Mg（OH）2），又不损坏铝壶，最好的方法是 （ ）A浓HCl B稀HNO3 C冷的浓HNO3 D 冷的浓H2SO42往浅绿色的Fe（NO3）2溶液中，逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应是A颜色变浅B逐渐加深C没有改变D变棕黄色3下列关于浓硝酸的叙述正确的是 （ ）A具有挥发性，因而浓硝酸略带有黄色B具有不稳定性，实验室里应保存在棕色瓶中C具有氧化性，常温下可以跟铜缓慢反应 D具有酸性，实验室可以用它来制氢气4下列试剂的保存方法，错误的是 （ ）A把浓HNO3放在棕色试剂瓶中，并置于冷暗处保存B把ANO3放在棕色试剂瓶中保存C把NaOH溶液放在带橡皮塞的玻璃瓶中D把氢氟酸放在玻璃瓶中，把白磷保存在煤油中5将0.1 mol 铜与40 mL 10 molL1HNO3充分反应后，溶液中含a mol H，由此可知 （ ）A生成的气体在标准状况下的体积为4.48 L B生成的气体在标准状况下的体积为1.49 LC被还原的硝酸的物质的量为（0.2a） molD反应后溶液中所含NO3的物质的量为0.2 mol6下图中的每一个方格表示有关的一种反应物或生成物，其中AC为无色气体 （1）写出有关的物质化学式X： C： E：F： （2）写出反应的化学方程式_ （3）写出反应的离子方程式_ 7A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素，它们之间的转化关系如右图所示（反应条件及其他物质已经略去）：ABCD （1）若AD的水溶液均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，则AD分别为（填写化学式）A： ，D： 。写出AB转化的化学方程式：_ （2）若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D的稀溶液能使蓝色的湿润石蕊试纸变红。则A为 ，写出AB转化的化学方程式： （3）若A为周期表中短周期元素形成的单质，D为强碱，则A位于周期表中 （填周期、族序数） （4）若A为短周期元素形成的非金属单质，则A有多种情况，请填写下表，并完成相应的化学反应方程式。（可以不填满，也可以补充）编 号ABC化学方程式1238为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如 下图所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状 碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的 双连打气球 （1）实验时，为在E烧瓶中收集到NO，以便观察颜色，必 须事先赶出去其中的空气。 其中第一步实验操为： 。 如何确定E中空气已被赶尽： _。 （2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的离子方程式为 。 （3）如何证明E中收集到的是NO而不是H2？_一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是_ （4）装置D的作用是_9有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3物质的量浓度分别是4mol/L和2mol/L， 取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体多 少升？（设反应中HNO3被还原成NO）参考答案：1C 2B 3B 4D 5C 6 X：NH4HCO3或（NH4）2CO3C： NH3E： NOF： NO2 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O28H+2NO3+3Cu=3Cu2+2NO+4H2O 7（1）H2S H2SO4 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O （2）NH3 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O （3）3周期A族